1970년대부터 고도의 산업발전을 이루기 시작한 국내 건설현장에서 저렴한 공사비용 및 간편한 시공성 등을 장점으로 샌드위치패널을 활용한 건축물이 급격하게 증가하는 실정이다. 하지만 샌드위치 패널의 시공을 담당하는 기업들은 대형 건설업체보다 중소건설업체인 관계로 생산성 향상을 위한 연구가 부족한 상황이다. 본 연구는 샌드위치패널공사 현장조사를 하여 작업조별 작업싸이클을 분석하고 Webcyclone을 이용한 모델링을 하였으며, 각 작업조별 생산성 및 공사금액을 분석하였다. 또한 생산성 영향요인중 하나인 패널의 가공장소에 따른 생산성 및 공사금액의 변동을 민감도 분석하여 각 작업조별 최적화된 생산성 및 공사금액을 분석하였다. 분석결과 공장가공 작업조가 현장가공 작업조에 비하여 약 30% 정도의 생산성이 향상됨으로 조사되었고, 공사비용 분석 결과 약 15% 정도의 공사비용이 증가됨으로 조사되었다. 또한 개구부 요율에 따른 민감도 분석에 의하여 약 20% 정도의 개구부를 공장에서 가공을 하였을 때 공사금액 최적화가 이루어짐을 보여준다.
1970년대부터 고도의 산업발전을 이루기 시작한 국내 건설현장에서 저렴한 공사비용 및 간편한 시공성 등을 장점으로 샌드위치패널을 활용한 건축물이 급격하게 증가하는 실정이다. 하지만 샌드위치 패널의 시공을 담당하는 기업들은 대형 건설업체보다 중소건설업체인 관계로 생산성 향상을 위한 연구가 부족한 상황이다. 본 연구는 샌드위치패널공사 현장조사를 하여 작업조별 작업싸이클을 분석하고 Webcyclone을 이용한 모델링을 하였으며, 각 작업조별 생산성 및 공사금액을 분석하였다. 또한 생산성 영향요인중 하나인 패널의 가공장소에 따른 생산성 및 공사금액의 변동을 민감도 분석하여 각 작업조별 최적화된 생산성 및 공사금액을 분석하였다. 분석결과 공장가공 작업조가 현장가공 작업조에 비하여 약 30% 정도의 생산성이 향상됨으로 조사되었고, 공사비용 분석 결과 약 15% 정도의 공사비용이 증가됨으로 조사되었다. 또한 개구부 요율에 따른 민감도 분석에 의하여 약 20% 정도의 개구부를 공장에서 가공을 하였을 때 공사금액 최적화가 이루어짐을 보여준다.
The domestic construction market started to expand steadily since 1970s. The building market which utilizes a sandwich panel with advantages of economical construction expenses and convenient construction has grown rapidly in recent years. However, the companies which specialize in constructing sand...
The domestic construction market started to expand steadily since 1970s. The building market which utilizes a sandwich panel with advantages of economical construction expenses and convenient construction has grown rapidly in recent years. However, the companies which specialize in constructing sandwich panels are relatively small or medium size, compared with other construction companies. As a result, studies on the improvement of productivity have not been conducted sufficiently. In this study, the construction sites of sandwich panel are investigated, and the work processes by each team are analyzed. Additionally, the productivity and the construction cost of each work group are analyzed by constructing a model using the Web-Cyclone. It analyzed sensitivities about change of productivity and work costs following in processing place of the panel which is one of the productivity effect factors, so it assayed the optimized productivity by each work group and work costs. Analysis showed that 30% of productivity has improved compared with the factory processing work group, and analysis of work costs showed that about 15% of work costs was increased. Also sensitivity analysis of opening ratio showed that the work costs optimization will be accomplished when about 20% of opening was processed from the factory.
The domestic construction market started to expand steadily since 1970s. The building market which utilizes a sandwich panel with advantages of economical construction expenses and convenient construction has grown rapidly in recent years. However, the companies which specialize in constructing sandwich panels are relatively small or medium size, compared with other construction companies. As a result, studies on the improvement of productivity have not been conducted sufficiently. In this study, the construction sites of sandwich panel are investigated, and the work processes by each team are analyzed. Additionally, the productivity and the construction cost of each work group are analyzed by constructing a model using the Web-Cyclone. It analyzed sensitivities about change of productivity and work costs following in processing place of the panel which is one of the productivity effect factors, so it assayed the optimized productivity by each work group and work costs. Analysis showed that 30% of productivity has improved compared with the factory processing work group, and analysis of work costs showed that about 15% of work costs was increased. Also sensitivity analysis of opening ratio showed that the work costs optimization will be accomplished when about 20% of opening was processed from the factory.
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문제 정의
본 연구에서는 공장, 창고 등의 건축물 공사에 주로 사용하고 있는 샌드위치패널공사에 대한 선행연구를 분석하였다. 이를 바탕으로 전문가 인터뷰, 현장실사 등을 통하여 샌드위치 패널공사의 공종 중 패널 가공작업의 유무에 따라 달라지는 작업조의 사이클을 분석하고, 작업사이클 분석을 통하여 각 작업조별 생산성 및 공사금액을 분석하여 현장에서 작업조 선택 시 가이드라인을 제시하는 것을 목적으로 한다.
샌드위치패널공사에 대한 선행연구를 분석하였다. 이를 바탕으로 전문가 인터뷰, 현장실사 등을 통하여 샌드위치 패널공사의 공종 중 패널 가공작업의 유무에 따라 달라지는 작업조의 사이클을 분석하고, 작업사이클 분석을 통하여 각 작업조별 생산성 및 공사금액을 분석하여 현장에서 작업조 선택 시 가이드라인을 제시하는 것을 목적으로 한다.
김선우(1998), 김윤재(2003), 이병권 (2004)은 차음성능개선에 관한 연구를, 손철수(2000), 최훈국 (2007)은 딘. 열성능향상에 관한 연구를 하였다. 이와 같이 그동안 샌드위치패널에 관한 연구들을 살펴보면 대부분 재료적인 성능향상에 관한 연구들이 주를 이루어왔다.
본 연구에서는 샌드위치 패널공사의 생산성 영향요인중 하나인 패널의 가공장소에 따른 분석을 실시하였다. 또한 패널의 가공 유무에 따른 생산성 및 공사금액에 어느 정도 영향을 미치는 것에 관하여 민감도 분석을 실시하였다.
아닌 재료의 특성에 관한 연구들이 이루어졌다. 따라서 본 연구에서는 샌드위치 패널공사의 연구 분야 중 공법에 관한 연구가 매우 미흡한 상황이기에 작업조별 생산성 분석 및 공사금액을 산정에 관한 연구를 하였다. 생산성 분석 도구로써 Webcyclone 을 활용하여 작업조의 변화에 따른 생산성을 분석하였고, 물가 정보, 장비업체 문의를 통하여 공사금액을 산정하였다.
가설 설정
두 번째는 하루 평균 작업 시간을 기준으로 일별로 샌드위치 패널이 얼마나 설치될 수 있는가를 가늠하기 위해 작업시간을 8시간으로 가정하여 분석하였다.
다음과 같은 가정을 하도록 한다. 샌드위치패널의 규격은 1000x4000x50로 이루어졌고, 각 작업조별 총 300장의 샌드위치 패널을 설치하는 것으로 가정하여 패널공사의 공사금액을 산정하였다. 공사금액은 또한 하루에 8시간(480분을 작업 한다는 가정 하에 시뮬레이션을 통해 300장을 설치하는데 걸리는 일수를 산정하여 노임단가를 적용 후 산출하였다.
제안 방법
첫째, 샌드위치 패널공사의 개념과 기존 연구에 대한 이론적 고찰을 실시한다. 둘째, 사례대상 건물을 선정하여 현장조사 및 전문가와 인터뷰를 통하여 현장 정보를 축적한다.
실시한다. 둘째, 사례대상 건물을 선정하여 현장조사 및 전문가와 인터뷰를 통하여 현장 정보를 축적한다. 셋째, 축적된 현장 정보를 바탕으로 모델링을 하고, 한국 물가정보원과 장비 업체들을 대상으로 조사를 기반으로 분석된 노무비, 재료비, 경비를 적용하여 공사금액을 산정한다.
둘째, 사례대상 건물을 선정하여 현장조사 및 전문가와 인터뷰를 통하여 현장 정보를 축적한다. 셋째, 축적된 현장 정보를 바탕으로 모델링을 하고, 한국 물가정보원과 장비 업체들을 대상으로 조사를 기반으로 분석된 노무비, 재료비, 경비를 적용하여 공사금액을 산정한다.
또한 생산성에 영향을 미치는 인자를 분석하여 패널가공의 작업조 및 현장 시공 유무에 따른 민감도 분석을 실시하여 최적 대안을 산정한다.
샌드위치 패널공사 역시 반복적인 작업의 특징을 가지고 있는 공사임에 따라 Webcyclone을 적용하여 생산성을 분석하였다.
프로세스 분석 및 모델링을 실시해야 한다. 따라서 샌드위치 패널공사의 모델링을 위하여 현장 조사와 전문가 인터뷰를 통한 자료수집을 하였다.
조치원내。。창고 현장을 실사를 하였으며 조사 방법은 측정자가 현장에서 샌드위치 패널의 각 작업별 작업 시간을 타이머를 활용하여 반복적으로 데이터를 수집하였다. 본 연구에서는 샌드위치패널공사가 한 장씩 반복적으로 Cycle을 이루며 시공이 이루어지고 있기 때문에 작업싸이클 분석을 통한 생산성을 분석하였다.
활용하여 반복적으로 데이터를 수집하였다. 본 연구에서는 샌드위치패널공사가 한 장씩 반복적으로 Cycle을 이루며 시공이 이루어지고 있기 때문에 작업싸이클 분석을 통한 생산성을 분석하였다. 작업싸이클분석이란 반복적인 작업 분석을 통한 생산성 분석 방법으로서 적용 공법에 따른 작업공정 및 작업조건, 작업조 구성 등의 조합된 분석을 통해 생산성 지표를 산출하는 것이다(장완복, 2003).
작업싸이클분석이란 반복적인 작업 분석을 통한 생산성 분석 방법으로서 적용 공법에 따른 작업공정 및 작업조건, 작업조 구성 등의 조합된 분석을 통해 생산성 지표를 산출하는 것이다(장완복, 2003). 이러한 작업싸이클분석을 통해 수집된 데이터를 기반으로 샌드위치 패널공사의 프로세스를 분석하였다.
샌드위치 패널공사의 프로세스 구축은 현장에서 각 노무자들의 작업을 그룹화하여 각 해당 작업 시간 및 절차를 조사한 후 프로세스를 구축 하였다. 그룹화된 작업을 작업조라 칭하고 구성원의 작업분석은 작업 시간, 전후 작업정보 등을 종합적으로 분석함으로 洌 정확한 작업조별 프로세스를 구축하였다.
구축 하였다. 그룹화된 작업을 작업조라 칭하고 구성원의 작업분석은 작업 시간, 전후 작업정보 등을 종합적으로 분석함으로 洌 정확한 작업조별 프로세스를 구축하였다.
본 논문의 샌드위치 패널공사의 작업조 구성을 분류하면 현장에서 패널을 가공하는 프로세스를 가지는 현장가공 작업조와 공장에서 패널을 가공하여 현장에서 설치하는 공장가공 작업조로 나눌 수 있다. 기본적인 작업조 5가지와 패널 가공 장소에 따른 2 가지 작업조를 조합하면 다음 표 3에서 보는 것과 같이 총 10가지 작업조에 관하여 비교 분석하였다.
수 있다. 기본적인 작업조 5가지와 패널 가공 장소에 따른 2 가지 작업조를 조합하면 다음 표 3에서 보는 것과 같이 총 10가지 작업조에 관하여 비교 분석하였다.
앞 절에서 제시한 방법으로 구현된 모델링을 Web cyclone을 활용하여 다음 두 가지 방법으로 생산성을 분석하였다.
샌드위치 패널공사의 생산성을 측정단위는 1분당 설치하는 패널의 장수로 분석하였다.
단위를 통일하는 방법은 Webcyclone의 한 Cycle 당 1장의 샌드위치 패널을 시공하는 것임으로 Cycle 횟수를 시간(분)으로 나눈 값으로 산출하였다.
공사금액분석은 재료비, 노무비의 경우 한국 물가정보원, 장비는 렌탈회사들을 대상으로 조人卜를 하여 금액을 산정 후 분석하였다. 하루에 8시간(480분) 작업을 한다는 가정하에 앞 절에서 제시한 방법으로 모델링한 프로세스를 시뮬레이션을 통해 300 장을 설치하는데 걸리는 일수를 산정하여 노임단가와 일위대가를 산출하였다.
하루에 8시간(480분) 작업을 한다는 가정하에 앞 절에서 제시한 방법으로 모델링한 프로세스를 시뮬레이션을 통해 300 장을 설치하는데 걸리는 일수를 산정하여 노임단가와 일위대가를 산출하였다. 이렇게 산정된 단가에 패널의 설치장수를 곱하여 공사금액을 산정하였다.
패널의 가공장소에 따른 분석을 실시하였다. 또한 패널의 가공 유무에 따른 생산성 및 공사금액에 어느 정도 영향을 미치는 것에 관하여 민감도 분석을 실시하였다.
소요시간, 인원수로 작성되었다. 소요 시간은 총 10회 측정하였고 최소시간, 최대시간, 평균 시간으로 분석하였다.
각각의 작업구성원의 업무와 업무별 소요 시간, 인원수로 작성되었다. 소요 시간은 총 10회 측정을 하였고 최소시간, 최대시간, 평균 시간으로 분석하였다.
샌드위치패널의 규격은 1000x4000x50로 이루어졌고, 각 작업조별 총 300장의 샌드위치 패널을 설치하는 것으로 가정하여 패널공사의 공사금액을 산정하였다. 공사금액은 또한 하루에 8시간(480분을 작업 한다는 가정 하에 시뮬레이션을 통해 300장을 설치하는데 걸리는 일수를 산정하여 노임단가를 적용 후 산출하였다.
본 연구에서 각 작업조별 작업 일수를 시뮬레이션을 통하여 산정한 후 총 샌드위치 패널 작업 장수로 나누어 (인일/장)으로산출하였다. 그 후 노임단가를 적용하여 노무비를 산정하였다.
그 후 노임단가를 적용하여 노무비를 산정하였다. 다음 표 19는 노무비를 분석한 결과이다.
후 현장에 반입한 경우이다. 하지만 건물의 개구부 요율에 따라 공장 가공패널의 장수가 변화하기 때문에 개구부 요율에 따른 민감도 분석을 실시하였다.
따라서 본 연구에서는 샌드위치 패널공사의 연구 분야 중 공법에 관한 연구가 매우 미흡한 상황이기에 작업조별 생산성 분석 및 공사금액을 산정에 관한 연구를 하였다. 생산성 분석 도구로써 Webcyclone 을 활용하여 작업조의 변화에 따른 생산성을 분석하였고, 물가 정보, 장비업체 문의를 통하여 공사금액을 산정하였다. 또한 샌드위치 패널공사의 생산성에 영향을 미치는 요인 중 패널의 가공이 현장과 공장에서 각각 이루어졌을 경우 생산성 및 공사금액에 어느 정도 영향을 미치는가에 관한 분석을 하였다.
생산성 분석 도구로써 Webcyclone 을 활용하여 작업조의 변화에 따른 생산성을 분석하였고, 물가 정보, 장비업체 문의를 통하여 공사금액을 산정하였다. 또한 샌드위치 패널공사의 생산성에 영향을 미치는 요인 중 패널의 가공이 현장과 공장에서 각각 이루어졌을 경우 생산성 및 공사금액에 어느 정도 영향을 미치는가에 관한 분석을 하였다. 분석 결과 생산성은 공장가공 4인 + 고소 작업대로 구성된 작업조, 공사비용은 현장가공 6인 작업조가 가장 낮게 나타났다.
이론/모형
본 연구에서 활용된 Webcyclone은 Web 기반 건설 시뮬레이션으로서 표 2는 모델링을 위한 기본요소인 NORMAL, COMBI, QUEUE, COUNTER, ARC를 나타낸 것이다. (Seungwoo Han.
성능/효과
공사비용 분석 결과 공장가공 작업조가 현장가공 작업조에 비하여 약 16% 정도의 공사비용이 증가됨으로 조사되었다.
노무자 6인 + 고소 작업대 2대로 구성된 작업조의 생산성이 가장 높게 나왔고, 노무자 7인으로 구성된 작업조의 생산성이 가장 낮게 분석되었다.
노무자 4인 + 고소 작업대 2대로 구성된 작업조가 가장 생산성이 높게 나왔고, 노무자 7인으로 구성된 작업조가 생산성이 가장 낮게 분석되었다.
샌드위치 패널공사의 작업조 10개에 관하여 생산성을 분석한 결과 다음 표 18에서 보는 것과 같이 공장에서 가공된 작업조 중 노무자 4인과 고소 작업대 2대로 구성된 작업조가 분당 설치 시간이 4.5분으로 생산성이 가장 높은 것으로 나타났다. 반면 현장가공 노무자 7인으로 구성된 작업조가 분당 설치시간이 11.
분석 결과 공장에서 패널을 가공하여 현장에 반입한 프로세스가 최소 15%에서 최대 39% 정도의 생산성 차이가 나타나며 전체적으로 약 27%가량 생산성이 좋은 것으로 분석되었다.
노무비, 재료비, 경비를 분석한 결과표 22에서 보는 것과 같이 공장가공의 공사비가 최소 약 13% 정도에서 최대 18% 정도의 차이가 나타나고 평균적으로 약 16% 정도 더 많은 비용을 필요로하는 것으로 분석되었다. 현장 가공작업조의 공사비용 분석결과 6인작업조가 2, 038만 원으로 가장 저렴하게 나타났고, 7인+스카이로 구성된 작업조가 2, 388만 원으로 가장 높은 금액으로 산정됨을 알 수 있다.
것으로 분석되었다. 현장 가공작업조의 공사비용 분석결과 6인작업조가 2, 038만 원으로 가장 저렴하게 나타났고, 7인+스카이로 구성된 작업조가 2, 388만 원으로 가장 높은 금액으로 산정됨을 알 수 있다. 공장가공 작업조의 공사비용 분석결과 4인 작업조가 2, 513만 원으로 가장 저렴하게 나타났고, 5인+스카이로 구성된 작업조가 2, 787만 원으로 가장 높은 금액으로 산정됨을 알 수 있다.
현장 가공작업조의 공사비용 분석결과 6인작업조가 2, 038만 원으로 가장 저렴하게 나타났고, 7인+스카이로 구성된 작업조가 2, 388만 원으로 가장 높은 금액으로 산정됨을 알 수 있다. 공장가공 작업조의 공사비용 분석결과 4인 작업조가 2, 513만 원으로 가장 저렴하게 나타났고, 5인+스카이로 구성된 작업조가 2, 787만 원으로 가장 높은 금액으로 산정됨을 알 수 있다.
값들이다. 전체적으로 공장에서 16 〜 20% 정도 개구부를 공장에서 가공을 하였을 경우 재료비의 상승으로 인하여 발생한 적자비용을 개구부 요율에 따른 노무비와 경비가 적어짐에 따라 상쇄함을 알 수 있다. 원금액은 개구부 요율을 적용하지 않은 상태에서 공사금액을 나타낸 것이고 적용금액은 요율을 적용한 금액이다.
또한 샌드위치 패널공사의 생산성에 영향을 미치는 요인 중 패널의 가공이 현장과 공장에서 각각 이루어졌을 경우 생산성 및 공사금액에 어느 정도 영향을 미치는가에 관한 분석을 하였다. 분석 결과 생산성은 공장가공 4인 + 고소 작업대로 구성된 작업조, 공사비용은 현장가공 6인 작업조가 가장 낮게 나타났다.
공장가공 작업조가 현장가공 작업조에 비하여 약 27% 정도의 생산성이 향상됨으로 조사되었고, 공사비용은 현장가공 작업조가 공장가공 작업조에 비하여 약 16% 정도의조사되었다 증가됨으로 조사되 었다. 이에 개구부 요율에 따른 민감도 분석을 한 결과 약 20% 정도의 개구부를 공장에서 가공을 하였을 때 공사금액 최적화가 이루어짐을 알 수 있다.
조사되 었다. 이에 개구부 요율에 따른 민감도 분석을 한 결과 약 20% 정도의 개구부를 공장에서 가공을 하였을 때 공사금액 최적화가 이루어짐을 알 수 있다.
후속연구
작업조별 생산성 및 공사금액 분석을 통하여 공사관계자가 각기 다른 자신들의 현장의 상황에 적합한샌드위치 패널공사의의 작업조 선택과 해당 작업조의 생산성 및 공사금액을 예측 및 활용에 도움이 될 것이다.
본 연구는 샌드위치 패널공사의 작업 인원과 패널의 가공장소에 따른 생산성 분석, 공사금액 분석을 통하여 공사관계자가 각기 다른 자신들의 현장의 상황에 적합한 샌드위치패널공사의 작업조 선택과 해당 작업조의 생산성 및 공사금액을 예측 및 활용할 수 있을 것이다.
본 연구에서는 샌드위치 패널공사의 다양한 생산성 영향요인들 중 패널공사의 가공 장소가 생산성 및 경제성에 미치는 영향에 관하여 연구를 주로 하였고, 향후 보다 다양한 요인들에 관한 생산성 관련 연구가 이루어져야 할 것이다.
Seung-Woo Han 외 3인, "Simulation analysis of productivity variation by global positioning system(GPS) implementation in earthmoving operation", Canadian journal of civil engineering, 2006
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